Vật lý 12 song dien tu.docx

5. Mạch chọn sóng của một máy thu vô tuyến là một mạch dao động có một cuộn thuần cảm có độ tự cảm 10 H và một tụ điện có điện dung biến thiên trong một giới hạn nhất định. Máy này thu [r]

3 Sóng điện từ - Liên lạc bằng thông tin vô tuyến – Mạch chọn sóng với

bộ tụ điện có các tụ điện ghép.

* Kiến thức liên quan:

Sóng điện từ là quá trình lan truyền trong không gian của điện từ trường biến thiên theo thời gian

Sóng điện từ là sóng ngang, lan truyền trong chân không với vận tốc bằng vận tốc ánh sáng (c = 3.108 m/s)

Các loại sóng vô tuyến:

Sóng trung 3000 m  200 m 0,1 MHz  1,5 MHz

Sóng ngắn 200 m  10 m 1,5 MHz  30 MHz

Sóng cực ngắn 10 m  0,01 m 30 MHz  30000 MHz Trong thông tin liên lạc bằng vô tuyến để phát sóng điện từ đi xa người ta phải “trộn” sóng âm tần hoặc thị tần với sóng cao tần (gọi là biến điệu sóng điện từ) Có thể biến điệu biên độ, tần số hoặc pha của dao động cao tần: làm cho biên độ, tần số hoặc pha của dao động cao tần biến thiên theo tần số của dao động âm tần hoặc thị tần

Bộ tụ mắc nối tiếp :

1

C = 1

1

1

C + + C 1n

Bộ tụ mắc song song: C = C1 + C2 + …+ Cn

* Bài tập minh họa:

1 Trong thông tin liên lạc bằng sóng vô tuyến, người ta sử dụng cách biến điệu

biên độ, tức là làm cho biên độ của sóng điện từ cao tần (sóng mang) biến thiên theo thời gian với tần số bằng tần số của dao động âm tần Cho tần số sóng mang là 800 kHz, tần số của dao động âm tần là 1000 Hz Xác định số dao động toàn phần của dao động cao tần khi dao động âm tần thực hiện được một dao động toàn phần

2 Một mạch thu sóng điện từ gồm cuộn dây thuần cảm có hệ số tự cảm

không đổi và tụ điện có điện dung biến đổi Để thu được sóng có bước sóng

90 m, người ta phải điều chỉnh điện dung của tụ là 300 pF Để thu được sóng

91 m thì phải điều chỉnh điện dung của tụ điện đến giá trị nào?

3 Mạch chọn sóng của một máy thu vô tuyến điện gồm tụ điện có điện dung C0

và cuộn cảm thuần có độ tự cảm L, thu được sóng điện từ có bước sóng 20 m

Để thu được sóng điện từ có bước sóng 60 m thì phải mắc với C0 một tụ điện

có điện dung CX Hỏi phải mắc CX thế nào với C0? Tính CX theo C0

4 Mạch chọn sóng của một máy thu vô tuyến là một mạch dao động có một

cuộn thuần cảm mà độ tự cảm có thể thay đổi trong khoảng từ 10 H đến 160

H và một tụ điện mà điện dung có thể thay đổi 40 pF đến 250 pF Tính băng sóng vô tuyến (theo bước sóng) mà máy này bắt được

5 Mạch chọn sóng của một máy thu vô tuyến là một mạch dao động có một

cuộn thuần cảm có độ tự cảm 10 H và một tụ điện có điện dung biến thiên trong một giới hạn nhất định Máy này thu được băng sóng vô tuyến có bước sóng nằm trong khoảng từ 10 m đến 50 m Hỏi khi thay cuộn thuần cảm trên bằng cuộn thuần cảm khác có độ tự cảm 90 H thì máy này thu được băng sóng vô tuyến có bước sóng nằm trong khoảng nào?

6 Một mạch dao động được cấu tạo từ một cuộn thuần cảm L và hai tụ điện

C1 và C2 Khi dùng L với C1 thì mạch dao động bắt được sóng điện từ có bước sóng 1 = 75 m Khi dùng L với C2 thì mạch dao động bắt được sóng điện từ có bước sóng 2 = 100 m Tính bước sóng điện từ mà mạch dao động bắt được khi:

a) Dùng L với C1 và C2 mắc nối tiếp

b) Dùng L với C1 và C2 mắc song song

7 Một mạch dao động LC lí tưởng gồm cuộn cảm thuần có độ tự cảm không

đổi Khi mắc cuộn cảm với tụ điện có điện dung C1 thì tần số dao động riêng của mạch là 7,5 MHz và khi mắc cuộn cảm với tụ điện có điện dung C2 thì tần số dao động riêng của mạch là 10 MHz Tính tần số dao động riêng của mạch khi mắc cuộn cảm với:

a) Hai tụ C1 và C2 mắc nối tiếp

b) Hai tụ C1 và C2 mắc song song

8 Xét hai mạch dao động điện từ lí tưởng Chu kì dao động riêng của mạch

thứ nhất là T1, của mạch thứ hai là T2 = 2T1 Ban đầu điện tích trên mỗi bản tụ điện có độ lớn cực đại Q0 Sau đó mỗi tụ điện phóng điện qua cuộn cảm của mạch Khi điện tích trên mỗi bản tụ của hai mạch đều có độ lớn bằng q (0 < q

< Q0) thì tỉ số độ lớn cường độ dòng điện trong mạch thứ nhất và độ lớn cường độ dòng điện trong mạch thứ hai là bao nhiêu?

* Hướng dẫn giải:

1 Thời gian để dao động âm tần thực hiện được một dao động toàn phần: TA

=

1

A

f Thời gian để dao động cao tần thực hiện được một dao động toàn

phần: TC =

1

C

f Số dao động toàn phần của dao động cao tần khi dao động âm

tần thực hiện được một dao động toàn phần: N =

A C

T

T = C A

f

f = 800.

2 Ta có: 2

1 2

1

C

C







 C2 = 12

2 2 1





C

= 306,7 pF

3 Ta có: 0 = 2c LC ; 0 X =

c

b

C



 Cb = 9C0 Vì Cb > C0 nên phải mắc CX song song với C0 và CX = Cb – C0 = 8C0

4 Ta có: min = 2c L Cmin min = 37,7 m; max = 2c Lmax maxC = 377 m.

5 Ta có: min = 2c LCmin ; 'min = 2c L C' min  'min =

'

L

L min = 30 m Tương tự: 'max =

'

L

L max = 150 m.

6 a) Ta có: nt = 2c 1 2

2 1

C C

C LC

  nt = 22

2 1

2 1









 = 60 m

b) Ta có: // = 2c L(C1C2)  // = 22

2

  = 125 m

7 a) Ta có: fnt = 1 2

2 1

2

1

C C

C LC





 fnt =

2 2

2

f  = 12,5 Hz.

b) Ta có: f// = 2 ( )

1

2

1 C C

2 1

2 1

f f

f f

 = 6 Hz

8 Ta có: 1 = 1

2

T

; 2 = 2

2

T

= 1

2

T

=

1

2



 1 = 2 2; I01 =  1Q0; I02 =  2Q0

 I01 = 2I02 Vì:

2

01

1













Q

q

+

2

01

1













I

i

= 1;

2

02

2













Q

q

+

2

02

2













I i

= 1;

Q01 = Q02 = Q0 và |q1| = |q2| = q > 0 

2

01

1













I

i

=

2

02

2













I

i

 | |

|

|

2

1

i

i

= 02

01

I I

= 2